钍
发布时间:2008-08-02 00:00
作者:互联网
来源:百科
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tu
钍 thorium
元素符号Th,原子序数90,
银白色
金属,天然
放射性元素,
锕系
金属之一,面心及体心立方晶体,常见化合价为+4、+3。
1828年
瑞典化学家贝采利乌斯 (J.J.Berzelius)从挪威的黑色
矿石中分离出钍,并按北欧神话中的战神Thor命名。1890年,氧化钍开始应用于汽灯纱罩。20世纪40年代,钍被认为是一种
潜在的
核能源,再次受到重视。不过直到70年代,钍的实际用量仍不大。
金属钍长期暴露在大气中会失去
光泽。钍粉在空气中可能自燃。
纯金属钍有良好的塑性加工性能,可以压延、
锻造。天然钍只有一种同位素(Th,具有放射性,经过钍放射系衰变,最后变成(Pb。(Th不能裂变,但吸收中子后的反应生成物(U能裂变,可作
核燃料;因此钍被用于增殖
反应堆。金属钍的另一重要用途是制取
镁钍
合金。这种合金在温度超过 200
时仍有很高的
机械强度,用于飞机和火箭。少量的金属钍或钍合金用于制造气体放电管和
光电管。氧化钍用作高温耐火材料等。
钍的地壳丰度为8×10
,存在于很多
矿物中,通常与
稀土、
钛、
铌、
钽和
铀等共生
独居石[(Ce,La,Th)PO
]是制取钍常用的工业矿物,含ThO
5~9%,产于
印度、巴西、美国和南非等地。其他
富矿有方钍
石,一种含ThO
90%的钍-铀氧化物,产于马达加斯加;另一种为钍石(
硅酸钍),含ThO
1~10%,产于美国、
新西兰,但都比较稀少。中国
钍矿资源丰富。
钍化合物的提取 从独居石提炼钍有酸法和碱法,
流程见图[从独居石提取钍的流程]
。①酸法是将独居石
精矿与过量的浓
硫酸在155~230
条件下反应,用冷
水浸出,得到钍、铀、稀土(Th、U、R)的混合硫酸盐溶液,加入氢氧化铵或焦磷酸
钠使钍
沉淀,而稀土则仍留于溶液中。将沉淀物溶解于硝酸中,以磷酸三丁酯(TBP)萃取,可得到纯的硝酸钍[Th(NO
)
]。也可以采用
胺类
萃取剂,直接从硫酸
盐浸出液萃取,与稀土分离。②碱法是将磨细的独居石,用50%的氢氧化钠溶液于 138
左右反应,然后将矿浆稀释、
洗涤、
过滤,得到混合金属的氢氧化物。把这种氢氧化物溶解于盐酸,加入氢氧化钠中和,钍和铀几乎完全沉淀而与稀土分离。再把沉淀溶解于硝酸,用溶剂萃取法分离钍和铀,得到纯的钍化合物。
金属钍的制取 常用
钙在氯化钙的存在下还原(见金属
热还原)氧化钍。还原反应在衬有耐火材料的反应弹中,于1000
的惰性气氛中进行。反应产物用水和稀醋酸溶去其中的氧化钙和未反应的钙,即得钍粉。钍粉于1300~1400
真空
烧结,得到致密的
可塑性纯金属钍,其中主要杂质为氧。也可以在氯化
锌存在下,用钙还原氟化钍(660
),还原产物为钍
锌合金,经真空
蒸馏脱锌,得金属钍。用镁于900
还原氯化钍,得到含钍20%的钍
镁合金,然后用 920
真空脱镁,得海绵钍。再用1800~1850
,在氧化
铍坩埚中进行,通过电弧
熔炼或电子束熔炼,得纯金属钍锭。
此外碘化钍(ThI
)热分解法,KF-NaF-KThF
熔盐电解法以及电迁移法金属提纯均可制得高纯度的钍。
近年世界各国钍的储量(以ThO
计)估计为790000
短吨,其中美国150000短吨,加拿大230000短吨,巴西60000短吨。
参考书目
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备注:数据仅供参考,不作为投资依据。